点、线、面接触钢丝绳优缺点.doc

点接触、线接触和面接触钢丝绳特点
一、点接触钢丝绳
   图1

点接触钢丝绳(英文：point contact lay steel wire rope)
　　绳股中相邻层钢丝呈点状态接触的钢丝绳，也叫非平行捻钢丝绳(图1)。这种钢丝绳的绳股(中心钢丝除外)均用同一规格的钢丝捻制而成，各层钢丝的捻角相等但捻距不等，是一种老式结构的钢丝绳，通常所称的普通圆股钢丝绳就属此类。绳股内钢丝呈同心排列、相邻层钢丝数目的差值为6根。捻制的方法有右交互捻、左交互捻、右同向捻、左同向捻(见钢丝绳捻法)。绳股有带纤维芯和不带纤维芯的，有带涂层和不带涂层的。由绳股捻制的钢丝绳有带纤维芯的、也有带金属芯的(见绳芯)。
点接触钢丝绳较柔软，制造也简单，但使用性能不如线接触钢丝绳，更比不上面接触钢丝绳。使用时绳中钢丝之间易产生滑移，受外力作用时钢丝上同时产生两种形式弯曲应力，即钢丝通过滑轮或卷筒时所产生的一次弯曲应力和由于层间钢丝相互挤压而产生二次弯曲应力。更有甚者，当钢丝由于结构松散发生浮动时，还会产生三次弯曲应力。故在使用时钢丝绳的弯曲应力大，耐疲劳性差。点接触钢丝绳的绳股结构较松散，受力后钢丝间滑动较大，伸长较大，密度系数较小。虽比线接触钢丝绳能承受更大载荷，但寿命较低。随着技术的不断发展，除了小直径(10mm以下)和大直径(60mm以上)以及起重吊装和捆扎等需要考虑操作方便的场合之外，已不再使用这类钢丝绳。
二、线接触钢丝绳
图1
绳股中相邻层钢丝呈线状态接触的钢丝绳，也叫平行捻钢丝绳。绳股由几种规格的钢丝捻制而成，各层钢丝的捻距相同但捻角不等。按照股中钢丝配置方式，线接触钢丝绳分为瓦林吞式、西鲁式、填充式和瓦林吞一西鲁式4种，如图所示。
(1)瓦林吞式。股通常由两层钢丝组成，外层钢丝分粗细两种，根数是内层钢丝的一倍，粗钢丝位于内层钢丝的槽中，细钢丝在两根粗钢丝之间。瓦林吞式钢丝绳较柔软，但耐磨性不及西鲁式。结构如图a所示(具有天然纤维绳芯瓦林吞钢丝绳6(6／6+6+1)+NF)。
(2)西鲁式。股通常由两层钢丝组成，内外层钢丝根数相等，内层钢丝直径较细，外层钢丝直径较粗，且位于内层钢丝的槽中。西鲁式钢丝绳耐磨性好，但柔软性差。结构如图b所示(具有天然纤维绳芯西鲁式钢丝绳6(9+9+1)+NF)。
(3)填充式。股通常也由两层钢丝组成，外层钢丝是内层钢丝根数的一倍，在内外钢丝中间充填较细的钢丝，其根数同内层钢丝数。结构如图c所示(天然纤维芯填充钢丝绳6(12+6F+6+1)+NF)。这种钢丝绳的绳股因为有填充钢丝，内磨耗小，抗挤压，耐疲劳，但稍硬。
(4)瓦林吞-西鲁式。也叫混合式，股由多层钢丝组成，最外层和次外层之间，钢丝的配置近似西鲁式，次外层和第3层之间的钢丝配置是瓦林吞式。这种绳股和由其组成的钢丝绳，综合了西鲁式和瓦林吞式的特点，耐磨性好，且较柔软。结构如图d所示(金属绳芯钢丝绳)。此外，混合式中还有一种西鲁-填充混合式钢丝绳，如绳6×41SFi+Fc；股：(16+8F+8+8+1)。
线接触钢丝绳，不仅同层钢丝问是线接触，且各相邻层钢丝之间也是线接触，股中各层钢丝具有相同捻向(见钢丝绳捻法)和捻距，各层钢丝的直径不同，且具有一定比值，因而具有的特点是：
(1) 股内结构较点接触的紧密，使用时可减少股内钢丝间相对滑动；股内钢丝捻距相等，内层的捻角较小，整绳伸长相对比点接触的钢丝绳为小；(2)密度系数较高，在其他条件相同时，捻制后的强度损失比点接触钢丝绳为小，同直径、同强度时，比点接触钢丝绳能承受较高的负荷；(3)工作时，绳内钢丝所受的弯曲及接触应力较小；(4)寿命比一般点接触钢丝绳高20％～40％，甚至可达1～2倍。
(2) 线接触钢丝绳是同向捻，比交互捻的钢丝绳的寿命高，但使用时易松散。线接触钢丝绳主要用在立井提升、斜井卷扬、露天矿斜坡卷扬、挖掘机及石油钻井、高炉卷扬、各种缆车、电梯、热移钢机、船舶装卸、渔业拖网、农业电犁等方面。
三、面接触钢丝绳
面接触钢丝绳(英文名称：facial contact lay steel wire rope)
绳股内大多数钢丝之间呈面接触状态的钢丝绳。绳股由异形钢丝构成。一般用线接触钢丝绳的绳股，在捻股时或捻制后经塑性变形压缩而成。这是一种新颖的钢丝绳，也是现在用的比较广泛的一种钢丝绳，博顿君威钢绳公司主要就是生产这种高强度、高破断拉力的钢丝绳，其结构种类很多，一般说来，面接触钢丝绳可有和线接触钢丝绳同样的品种，以及由此而派生出来的各种单股及多股面接触钢丝绳，如图所示。面接触钢丝绳中的股绳是线接触绳股的进一步演化，其结构与线接触钢丝绳有类似的地方.
特点和用途：面接触钢丝绳有较高的耐磨性和耐疲劳性。钢丝绳表面平滑，使用时与卷筒、绳轮及钢丝绳自身钢丝间接触面积大，接触应力减小，耐磨性比普通钢丝绳高2倍。由于钢丝间接触面积较大，绳股在成形过程中又消除了捻制应力，使用过程中仅在钢丝绕过绳轮时产生弯曲应力，又因部分钢丝问存在间隙而产生的附加弯曲应力较小，且没有层间钢丝相互挤压而产生的弯曲应力，面接触钢丝绳的耐疲劳性比普通钢丝绳高1．7～2．8倍。面接触钢丝绳的密度系数大，因而在直径和强度级相同的情况下，总破断拉力(见钢丝绳检验)比普通钢丝绳高25％以上。面接触钢丝绳的另一特点是使用时不易走形，抗压性和耐腐蚀性能好，在使用中还能减少旋转。面接触钢丝绳可代替大部分现有的各种钢丝绳，用于矿山竖井和斜井的提升、钢丝绳罐道、各种起重卷扬、电铲、拖绳、采矿机械及架空索道等方面.
　　生产方法面接触钢丝绳的生产方法有以下5种。(1)固定模拉拔法。由圆股钢丝绳经固定模孔拉拔变形而成面接触钢丝绳。此方法又可分绳股捻后拉拔法和绳股捻制中拉拔法两种。这两种方法变形工具简单、易制造，变形后的股绳表面光滑，椭圆度小；但所需牵引力大。靠捻股机牵引轮的引力实现拉拔变形，绳股中各层钢丝变形不均匀，外层钢丝变形最大，中心变形最小，而且在拉拔时摩擦力很大．绳股进入拉模时易产生钢丝的凸起.
　　(2)旋转模拉拔法。使绳股变形的拉模借助电动机传动而旋转，圆形绳股或钢丝绳进入旋转拉模孔经拉拔变形后即可成面接触绳股或钢丝绳。与固定模拉拔法相比，加工的绳股表面质量好、寿命高，而且拉模寿命可提高2～9倍，牵引力可降低30％；但仍需较大的牵引力，可生产的面接触钢丝绳或可压缩的绳股的直径仍较小.
　　(3)辊模拉拔法。使圆形绳股或钢丝绳变形的工具是由带孔型的两套轴线互成45。角的辊模组合而成。辊模是由带轧槽的一对辊组成。第l套辊模孔型为弧边菱方形，第2套辊模孔型是圆形。两套辊模装在捻股机的压线瓦和牵引轮之间。刚捻制成的圆绳股靠牵引轮的引力从辊模中拉过(辊模被动旋转)，变为面接触绳股。辊模拉拔可大大降低圆绳股与模壁间的摩擦，能在无润滑条件下采用大变形量拉拔，可压缩直径大于22mm的绳股，也可压缩由镀锌钢丝捻制成的绳股而不损失镀锌层，辊模消耗也较少.
　　(4)冷轧法。在捻股机或合绳机压线瓦后装一对水平轧辊和一对立轧辊，分别由直流电机传动，圆形股或绳经水平辊和立辊轧制，使钢丝产生塑性变形而成面接触股或绳。这种方法操作简单方便，可生产大规格的面接触钢丝绳。但由于单独传动存在轧机与捻股机或合绳机牵引速度同步问题，在启动和制动时调整尤其困难。另外冷轧设备投资较大，轧制变形难以保证绳股的直径和形状的精度.
　　(5)异形钢丝捻制法。采用异形钢丝在捻股机上直接捻制成面接触绳股，如用6根扁形或梯形钢丝与作股芯的1根六角形钢丝捻合而成面接触圆形绳股。此方法要求异形钢丝具有较高的精度，捻股时需采用专用的捻股机，操作上比较复杂.